نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ دکتری مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،گرگان، ایران

3 دانشیار، پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

4 استادیار، گروه شیمی مواد غذایی، پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

چکیده

در این تحقیق به‌منظور بهینه‌سازی فرایند استخراج روغن از دانه‌های سیاه‌دانه به کمک پیش‌تیمار میدان الکتریکی متناوب از 3 سطح شدت میدان الکتریکی (0/25، 3/25 و 6/25 کیلووات بر سانتی‌متر) و 3 سطح تعداد پالس (10، 30 و 50) استفاده گردید و بعد از اعمال این پیش‌تیمارها، روغن دانه‌ها با پرس مارپیچی و با سرعت‌های متفاوت (11، 34 و 57 دور در دقیقه) استخراج گردید و میزان راندمان روغن‌کشی، شاخص رنگ، پایداری اکسیداتیو، ضریب شکست و ترکیبات فنلی کل نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه­وتحلیل آماری و بهینه‌سازی فرایند به روش سطح پاسخ انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش شدت میدان الکتریکی و تعداد پالس، شاخص رنگ روغن، افزایش ولی میزان پایداری اکسیداتیو در روغن کاهش یافت. نتایج همچنین نشان داد که پارامترهای مورد مطالعه تأثیری بر میزان ضریب شکست نداشتند و با افزایش سرعت دورانی پرس مارپیچی از میزان راندمان روغن‌کشی کاسته شد. افزایش شدت میدان الکتریکی و تعداد پالس‌ها ابتدا منجربه‌افزایش راندمان روغن‌کشی و ترکیبات فنلی کل گردید ولی با افزایش بیشتر این متغیرها، این دو پارامتر کاهش یافت. باتوجه‌به نتایج بهینه‌سازی فرایند می‌توان بیان نمود که فرایند میدان الکتریکی متناوب با شدت میدان الکتریکی 1/18 کیلووات بر سانتی‌متر، تعداد پالس 48 و پرسی با سرعت دورانی 11/01 دور در دقیقه منجربه رسیدن به حداکثر راندمان استخراج، پایداری اکسیداتیو و ترکیبات فنلی کل گردید.

کلیدواژه‌ها

امید بیگی، ر. 1376. رهیافت‌های تولید و فراوری گیاهان دارویی (جلد دوم). انتشارات طراحان نشر.

جعفرنیا، س.، خسروشاهی، س. و قاسمی، م. 1390. راهنمای جامع و مصور خواص و کاربرد گیاهان دارویی. انتشارات سخن گستر.

صالحی، م.ع. و امیدواری، آ. 1394. کاربرد PEF در بهینه‌سازی مصرف انرژی در استخراج قند از چغندرقند. نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژی، 5 (4): 26-33.

گلی، ا  ح.، کدیور، م.، بهرامی، ب. و سبزعلیان، م.ر. 1386. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی روغن دانه ماریتیغال. فصلنامه علوم و صنایع غذایی ایران، 4: 241- 254.

مالک، ف. 1379. چربی ها و روغن های نباتی خوراکی ویژگی ها و فراوری، انتشارات فرهنگ و قلم، تهران.

Akinoso, R., Raji, A. O. & Igbeka, J. C. 2009. Effects of compressive  stress, feeding rate and speed of rotation on palm kernel oil yield. Journal of Food Engineering. 93(4): 427–430.

AOCS. 1993. Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists’ Society, AOCS Press, Champaign, IL. 762p.

Bail, S., Stuebiger, G., Krist, S., Unterweger, H. & Buchbauer, G. 2008. Characterisation of various grape seed oils by volatile compounds, triacylglycerol composition, total phenols and antioxidant capacity. Journal of Food Chemistry. 108(3), 1122–1132.

Bakhshabadi, H., Mirzaei, H.O., Ghodsvali, A., Jafari, S.M., Ziaiifar, A.M.  & Farzaneh. V. 2017. The effect of microwave pretreatment on some physico-chemicalproperties and bioactivity of Black cumin seeds’ oil. Industrial Crops and Products. 97: 1–9.

Cheikh-Rouhou, S., Besbes, S., Hentati, B., Blecker, C., Deroanne, C. & Attia, H. 2007. N. sativa L.: Chemical composition and physicochemical characteristics of lipid fraction. Journal of Food Chemistry. 101(2), 673-681.

Giovanna, N. 2010. Thermal oxidative process in extra virgin olive oils. Journal of food chemistry. 126(3): 1226-1231

Guderjan, M., Elez-Martínez, P. & Knorr, D. 2007. Application of pulsed electric fields at oil yield and content of functional food ingredients at the production of rapeseed oil. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 8(1): 55–62.

Guderjan, M., Topfl, S., Angersbach, A. & Knorr, D. 2005. Impact of pulsed electric field treatment on the recovery and quality of plant oils. Journal of Food Engineering. 67 (3), 281–287.

Haron, H., Grace-Lynn, C. & Shahar, S. 2014. Comparison of Physicochemical Analysis and Antioxidant Activities of Nigella sativa Seeds and Oils from Yemen, Iran and Malaysia (Perbandingan Analisis Fizikokimia dan Aktiviti Antioksidan dalam Biji dan Minyak  Nigella sativa dari Yemen, Iran dan Malaysia). Sains Malaysiana. 43(4): 535–542.

Li, H., Pordesimo, L. & Weiss, J. 2004. High intensity ultrasound-assisted extraction of oil from soy beans. Journal of Food Research International. 37(7), 731-738.

Mason, T. J. 1998. Power ultrasound in food processing- The way forward. In: Povey, M.J.W. & Mason, T.J.  Eds., Ultrasound in Food Processing, Blackie Academic and Professional, London, 105-126.

Matthaus, B. 2006. Utilization of high – oleic rapeseed oil for deep-fat frying of French fries compared to other commonly used edible oils. Europian Journal of Lipid Science and Technology, 108(3), 200-211.

Muanda, F.N., Soulimani, R., Diop, B., & Dicko, A. 2011. Study on chemical composition and biological activities of essential oil and extracts from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. LWT- Food Science and Technology. 44(9): 1865-1872.

Qin, B. L., Chang, F., Barbosa-Cfinovas, G.V. Swanson, B. G. 1995. Nonthermal inactivation of Saccharomyces cerevisiae inapple juice using pulsed electric fields Lebensmittel-Wissenschaft & Technologie. 28(9): 564-568.

Rombaut, N., Savoire, R., Thomasset,B., Castello, J., Van Hecke, E. & Lanoisele, J.L. 2015. Optimization of oil yield and oil total phenolic content during grape seed cold screw pressing. Industrial Crops and Products. 63: 26-33.

Salem, M.L. & Hossain, M.S. 2010. Protective effect of black seed oil from Nigella sativa against murine cytomegalovirus infection. International Journal of Immunopharmacology. 22(9):729-740.

Salem, M.L. 2005. Immunomodulatory and therapeutic properties of the Nigella sativa L. seed. International Immunopharmacology, 5913):1749-1770.

Schroeder, S., Buckow, R. & Knoerzer, K. 2009. Numerical Simulation of Pulsed Electric Field (PEF) Processing for Chamber Design and Optimization, International Conference on CFD in the Minerads and Process Industries CSIRO, 17th, Australia.

White, P.J. 1991. Methods for measuring changes in deep-fat frying oils. Food Technology. 45: 75-80.

Zeng, X., Han, Z. & Zi, Z. 2010. Effect of Pulse Electric Field Treatment on Quality of Peanut Oil. Food Control. 21(5): 611- 614.